JPH04300871A - 光学活性化合物、これを含む液晶組成物、それを有する液晶素子、それ等を用いた表示方法及び表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な光学活性化合物
、それを含有する液晶組成物およびそれを使用した液晶
素子並びにそれ等を使用した表示方法、表示装置に関し
、更に詳しくは電界に対する応答特性が改善された新規
な光学活性化合物、それを含有する液晶組成物、および
それを使用した表示素子や液晶−光シャッター等に利用
される液晶素子並びに該液晶素子を表示に使用した表示
方法、表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶は電気光学素子として種
々の分野で応用されている。現在実用化されている液晶
素子はほとんどが、例えばエム　　シャット（Ｍ．Ｓｃ
ｈａｄｔ）とダブリュ　　ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌｆ
ｒｉｃｈ）著“アプライド　　フィジックス　　レター
ズ”（“Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ　　Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ”）Ｖｏ．１８，　　Ｎｏ．４（１９７１．２
．１５）Ｐ．１２７〜１２８の“Ｖｏｌｔａｇｅ　　Ｄ
ｅｐｅｎｄｅｎｔ　　Ｏｐｔｉｃａｌ　　Ａｃｔｉｖｉ
ｔｙ　　ｏｆ　　ａＴｗｉｓｔｅｄ　　Ｎｅｍａｔｉｃ
　　ｌｉｑｕｉｄ　　Ｃｒｙｓｔａｌ”に示されたＴＮ
（Ｔｗｉｓｔｅｄ　　Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶を用い
たものである。

【０００３】これらは、液晶の誘電的配列効果に基づい
ており、液晶分子の誘電異方性のために平均分子軸方向
が、加えられた電場により特定の方向に向く効果を利用
している。これらの素子の光学的な応答速度の限界はミ
リ秒であるといわれ、多くの応用のためには遅すぎる。

【０００４】一方、大型平面ディスプレイへの応用では
、価格、生産性などを考え合せると単純マトリクス方式
による駆動が最も有力である。単純マトリクス方式にお
いては、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構成
した電極構成が採用され、その駆動のためには、走査電
極群に順次周期的にアドレス信号を選択印加し、信号電
極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期させて並
列的に選択印加する時分割駆動方式が採用されている。

【０００５】しかし、この様な駆動方式の素子に前述し
たＴＮ型の液晶を採用すると走査電極が選択され、信号
電極が選択されない領域、或いは走査電極が選択されず
、信号電極が選択される領域（所謂“半選択点”）にも
有限に電界がかかってしまう。

【０００６】選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる
電圧の差が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に配列
させるのに要する電圧閾値がこの中間の電圧値に設定さ
れるならば、表示素子は正常に動作するわけであるが、
走査線数（Ｎ）を増加して行った場合、画面全体（１フ
レーム）を走査する間に一つの選択点に有効な電界がか
かっている時間（ｄｕｔｙ比）が１／Ｎの割合で減少し
てしまう。

【０００７】このために、くり返し走査を行った場合の
選択点と非選択点にかかる実効値としての電圧差は、走
査線数が増えれば増える程小さくなり、結果的には画像
コントラストの低下やクロストークが避け難い欠点とな
っている。

【０００８】この様な現象は、双安定性を有さない液晶
（電極面に対し、液晶分子が水平に配向しているのが安
定状態であり、電界が有効に印加されている間のみ垂直
に配向する）を時間的蓄積効果を利用して駆動する（即
ち、繰り返し走査する）ときに生ずる本質的には避け難
い問題点である。

【０００９】この点を改良するために、電圧平均化法、
２周波駆動法や、多重マトリクス法等が既に提案されて
いるが、いずれの方法でも不充分であり、表示素子の大
画面化や高密度化は、走査線数が充分に増やせないこと
によって頭打ちになっているのが現状である。

【００１０】この様な従来型の液晶素子の欠点を改善す
るものとして、双安定性を有する液晶素子の使用がクラ
ーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガウェル（Ｌａｇｅｒｗａ
ｌｌ）により提案されている（特開昭５６−１０７２１
６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細書等）。

【００１１】双安定性液晶としては、一般にカイラルス
メクティックＣ相（ＳｍＣ＊相）又はＨ相（ＳｍＨ＊相
）を有する強誘電性液晶が用いられる。

【００１２】この強誘電性液晶は電界に対して第１の光
学的安定状態と第２の光学的安定状態からなる双安定状
態を有し、従って前述のＴＮ型の液晶で用いられた光学
変調素子とは異なり、例えば一方の電界ベクトルに対し
て第１の光学的安定状態に液晶が配向し、他方の電界ベ
クトルに対しては第２の光学的安定状態に液晶が配向さ
れている。また、この型の液晶は、加えられる電界に応
答して、上記２つの安定状態のいずれかを取り、且つ電
界の印加のないときはその状態を維持する性質（双安定
性）を有する。

【００１３】以上の様な双安定性を有する特徴に加えて
、強誘電性液晶は高速応答性であるという優れた特徴を
持つ。それは強誘電性液晶の持つ自発分極と印加電場が
直接作用して配向状態の転移を誘起するためであり、誘
電率異方性と電場の作用による応答速度より３〜４オー
ダー速い。

【００１４】この様に強誘電性液晶はきわめて優れた特
性を潜在的に有しており、このような性質を利用するこ
とにより、上述した従来のＴＮ型素子の問題点の多くに
対して、かなり本質的な改善が得られる。特に、高速光
学光シャッターや高密度，大画面ディスプレイへの応用
が期待される。このため強誘電性を持つ液晶材料に関し
ては広く研究がなされているが、現在までに開発された
強誘電性液晶材料は、低温作動特性、高速応答性等を含
めて液晶素子に用いる十分な特性を備えているとは言い
難い。

【００１５】応答時間τと自発分極の大きさＰｓおよび
粘度ηの間には、下記の式［ＩＩ］

【００１６】

【外７】 （ただし、Ｅは印加電界である） の関係が存在する。したがって応答速度を速くするには
、 （ア）自発分極の大きさＰｓを大きくする（イ）粘度η
を小さくする （ウ）印加電界Ｅを大きくする 方法がある。しかし印加電界は、ＩＣ等で駆動するため
上限があり、出来るだけ低い方が望ましい。よって、実
際には粘度ηを小さくするか、自発分極の大きさＰｓの
値を大きくする必要がある。

【００１７】一般的に自発分極の大きい強誘電性カイラ
ルスメクチック液晶化合物においては、自発分極のもた
らすセルの内部電界も大きく、双安定状態をとり得る素
子構成への制約が多くなる傾向にある。又、いたずらに
自発分極を大きくしても、それにつれて粘度も大きくな
る傾向にあり、結果的には応答速度はあまり速くならな
いことが考えられる。

【００１８】以上述べたように、強誘電性液晶素子を実
用化するためには、大きな自発分極と低い粘性による高
速応答性を有するカイラルスメクチック相を示す液晶組
成物が要求される。

【００１９】

【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、前
述の強誘電性液晶素子を実用できるようにするために、
応答速度を速くさせるのに効果的な自発分極の大きい光
学活性化合物、これを含む液晶組成物、特にカイラルス
メクチック相を示す液晶組成物、および該液晶組成物を
使用する液晶素子、並びにそれらを使用した表示方法、
表示装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は下記
一般式（Ｉ）で示される光学活性化合物を提供するもの
である。

【００２１】

【外８】 （Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１８の直鎖状のアルキル基
であり、

【００２２】

【外９】 Ｃ＊は光学活性な不斉炭素原子を示す。）

【００２３】
また本発明は上記一般式（Ｉ）で示される光学活性化合
物を少なくとも１種含有することを特徴とする液晶組成
物を提供するものである。

【００２４】さらに本発明は、上記一般式（Ｉ）で示さ
れる光学活性化合物を少なくとも１種含有する液晶組成
物を１対の電極基板間に配置してなることを特徴とする
液晶素子を提供するものである。

【００２５】一般式（Ｉ）で示される化合物のうち、Ｒ
１，Ｒ２、好ましくは炭素原子数が３から１２の直鎖状
のアルキル基である。

【００２６】次に前記一般式（Ｉ）で示される光学活性
化合物の一般的な合成法を示す。

【００２７】

【外１０】

【００２８】

【外１１】 （Ｒ１，Ｒ２は前記一般式に準ずる。）

【００２９】前
記一般式（Ｉ）で表わされる化合物の具体的な構造式を
以下に示す。

【００３０】

【外１２】

【００３１】

【外１３】

【００３２】

【外１４】

【００３３】

【外１５】

【００３４】

【外１６】

【００３５】

【外１７】

【００３６】

【外１８】

【００３７】

【外１９】

【００３８】

【外２０】

【００３９】

【外２１】

【００４０】本発明の液晶組成物は前記一般式（Ｉ）で
示される光学活性化合物の少なくとも１種を有する。

【００４１】本発明の化合物は、それ自体で液晶相を示
す場合もあるが、他の液晶性化合物と組み合わせること
で組成物が液晶相を示すようにすればよい。

【００４２】又、本発明による液晶組成物は、カイラル
スメクチック相を示す液晶組成物が好ましい。

【００４３】本発明で用いる他の液晶性化合物を一般式
（ＩＩＩ）〜（ＸＩＩ）で次に示す。

【００４４】

【外２２】

【００４５】

【外２３】

【００４６】

【外２４】

【００４７】

【外２５】

【００４８】

【外２６】

【００４９】

【外２７】

【００５０】

【外２８】

【００５１】

【外２９】

【００５２】

【外３０】

【００５３】

【外３１】

【００５４】

【外３２】

【００５５】

【外３３】

【００５６】

【外３４】

【００５７】

【外３５】

【００５８】

【外３６】

【００５９】

【外３７】

【００６０】

【外３８】

【００６１】液晶組成物中に占める本発明の化合物の割
合は１重量％〜８０重量％、好ましくは１重量％〜６０
重量％、さらに好ましくは１重量％〜４０重量％とする
ことが望ましい。

【００６２】また、本発明の化合物を２種以上用いる場
合は、混合して得られた液晶組成物中に占める本発明の
化合物２種以上の混合物の割合は１重量％〜８０重量％
、好ましくは１重量％〜６０重量％、さらに好ましくは
１重量％〜４０重量％とすることが望ましい。

【００６３】さらに、本発明による強誘電性液晶素子に
おける強誘電性を示す液晶層は、先に示したようにして
作成したカイラルスメクチック相を示す液晶組成物を真
空中、等方性液体温度まで加熱し、素子セル中に封入し
、徐々に冷却して液晶層を形成させ常圧に戻すことが好
ましい。

【００６４】図１は強誘電性を利用した液晶素子の構成
の説明のために、本発明のカイラルスメクチック液晶層
を有する液晶素子の一例を示す断面概略図である。

【００６５】図１において符号１はカイラルスメクチッ
ク液晶層、２はガラス基板、３は透明電極、４は絶縁性
配向制御層、５はスペーサー、６はリード線、７は電源
、８は偏向板、９は光源を示している。

【００６６】２枚のガラス基板２には、それぞれＩｎ２
Ｏ３、ＳｎＯ２あるいはＩＴＯ（インジウム　　チン　
　オキサイド；Ｉｎｄｉｕｍ　　Ｔｉｎ　　Ｏｘｉｄｅ
）等の薄膜から成る透明電極３が被覆されている。その
上にポリイミドの様な高分子の薄膜をガーゼやアセテー
ト植毛布等でラビングして、液晶をラビング方向に並べ
る絶縁性配向制御層４が形成されている。また、絶縁物
質として、例えばシリコン窒化物、水素を含有するシリ
コン炭化物、シリコン酸化物、硼素窒化物、水素を含有
する硼素窒化物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物
、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物やフッ化マグネシ
ウムなどの無機物質絶縁層を形成し、その上にポリビニ
ルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエ
ステルイミド、ポリパラキシレン、ポリエステル、ポリ
カーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル
、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロ
ース樹脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂や
フォトレジスト樹脂などの有機絶縁物質を配向制御層と
して、２層絶縁性配向制御層４が形成されていてもよく
、また無機物質絶縁性配向制御層あるいは有機物質絶縁
性配向制御層単層であっても良い。この絶縁性配向制御
層が無機系ならば蒸着法などで形成でき、有機系ならば
有機絶縁物質を溶解させた溶液、またはその前駆体溶液
（溶剤に０．１〜２０重量％、好ましくは０．２〜１０
重量％）を用いて、スピンナー塗布法、浸漬塗布法、ス
クリーン印刷法、スプレー塗布法、ロール塗布法等で塗
布し、所定の硬化条件下（例えば加熱下）で硬化させ形
成させることができる。

【００６７】絶縁性配向制御層４の層厚は通常５０Å〜
１μｍ、好ましくは１０Å〜３０００Å、さらに好まし
くは１０Å〜１０００Åが適している。

【００６８】この２枚のガラス基板２はスペーサー５に
よって任意の間隔に保たれている。例えば所定の直径を
持つシリカビーズ、アルミナビーズをスペーサーとして
ガラス基板２枚で挟持し、周囲をシール材、例えばエポ
キシ系接着材を用いて密封する方法がある。その他スぺ
ーサーとして高分子フィルムやガラスファイバーを使用
しても良い。この２枚のガラス基板の間に強誘電性を示
す液晶が封入されている。

【００６９】強誘電性を示す液晶が封入されたカイラル
スメクチック相を示す液晶層１は、一般には０．５〜２
０μｍ、好ましくは１〜５μｍである。

【００７０】透明電極３からはリード線によって外部の
電源７に接続されている。

【００７１】またガラス基板２の外側には偏光板８が貼
り合わせてある。

【００７２】図１は透過型なので光源９を備えている。

【００７３】図２は強誘電性を利用した液晶素子の動作
説明のために、セルの例を模式的に描いたものである。 ２１ａと２１ｂはそれぞれＩｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２あるい
はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　　Ｔｉｎ　　Ｏｘｉｄｅ）等
の薄膜からなる透明電極で被覆された基板（ガラス板）
であり、その間に液晶分子層２２がガラス面に垂直にな
るよう配向したＳｍＣ＊相又はＳｍＨ＊相の液晶が封入
されている。太線で示した線２３が液晶分子を表わして
おり、この液晶分子２３はその分子に直交した方向に双
極子モーメント（Ｐ⊥）２４を有している。　　基板２
１ａと２１ｂの上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印
加すると、液晶分子２３のらせん構造がほどけ、双極子
モーメント（Ｐ⊥）２４がすべて電界方向に向くよう、
液晶分子２３は配向方向を変えることができる。液晶分
子２３は細長い形状を有しており、その長軸方向と短軸
方向で屈折率異方性を示し、従って例えばガラス面の上
下に互いにクロスニコルの偏光子を置けば、電圧印加極
性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子となるこ
とは、容易に理解される。

【００７４】本発明における光学変調素子で、好ましく
用いられる液晶セルは、その厚さを充分に薄く（例えば
１０μ以下）することができる。このように液晶層が薄
くなるにしたがい、図３に示すように電界を印加してい
ない状態でも液晶のらせん構造がほどけ、その双極子モ
ーメントＰａまたはＰｂは上向き（３４ａ）又は下向き
（３４ｂ）のどちらかの状態をとる。このようなセルに
、図３に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界Ｅ
ａ又はＥｂを電圧印加手段３１ａと３１ｂにより付与す
ると、双極子モーメントは電界Ｅａ又はＥｂの電界ベク
トルに対応して上向き３４ａ又は下向き３４ｂと向きを
変え、それに応じて液晶分子は、第１の安定状態３３ａ
かあるいは第２の安定状態３３ｂの何れか一方に配向す
る。

【００７５】このような強誘電性液晶素子を光学変調素
子として用いることの利点は先にも述べたが２つある。

【００７６】その第１は応答速度が極めて速いことであ
り、第２は液晶分子の配向が双安定性を有することであ
る。第２の点を例えば図３によって更に説明すると、電
界Ｅａを印加すると液晶分子は第１の安定状態３３ａに
配向するが、この状態は電界を切っても安定である。 又、逆向きの電界Ｅｂを印加すると、液晶分子は第２の
安定状態３３ｂに配向してその分子の向きを変えるが、
やはり電界を切ってもこの状態に留っている。又、与え
る電界ＥａあるいはＥｂが一定の閾値を越えない限り、
それぞれ前の配向状態にやはり維持されている。

【００７７】本発明の液晶素子を表示パネル部に使用し
、図４及び図５に示した走査線アドレス情報をもつ画像
情報なるデータフォーマット及びＳＹＮＣ信号による通
信同期手段をとることにより、液晶表示装置を実現する
。

【００７８】図中、符号はそれぞれ以下の通りである。 １０１　　強誘電性液晶表示装置 １０２　　グラフィックスコントローラ１０３　　表示
パネル １０４　　走査線駆動回路 １０５　　情報線駆動回路 １０６　　デコーダ １０７　　走査信号発生回路 １０８　　シフトレジスタ １０９　　ラインメモリ １１０　　情報信号発生回路 １１１　　駆動制御回路 １１２　　ＧＣＰＵ １１３　　ホストＣＰＵ １１４　　ＶＲＡＭ

【００７９】画像情報の発生は、本体装置側のグラフィ
ックスコントローラ１０２にて行われ、図４及び図５に
示した信号転送手段にしたがって表示パネル１０３に転
送される。グラフィックスコントローラ１０２は、ＣＰ
Ｕ（中央演算処理装置、以下ＧＣＰＵ１１２と略す）及
びＶＲＡＭ（画像情報格納用メモリ）１１４を核に、ホ
ストＣＰＵ１１３と液晶表示装置１０１間の画像情報の
管理や通信をつかさどっており、本発明の制御方法は主
にこのグラフィックスコントローラ１０２上で実現され
るものである。

【００８０】なお、該表示パネルの裏面には、光源が配
置されている。

【００８１】また、本発明の化合物をネマチック液晶組
成物に含有させてもよい。するとリバースドメインのみ
られないネマチック相を示す組成物が得られる。

【００８２】以下実施例により本発明について更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。下記の例において、「部」はいずれも「重
量部」を示す。

【００８３】

【実施例】以下、実施例により本発明について詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００８４】実施例１ 光学活性２−ドデシルチオ−５−［４−（２−フルオロ
オクチルオキシ）フェニル］ピリミジン（例示化合物２
０）の製造

【００８５】下記の工程に従い光学活性２−ドデシルチ
オ−５−［４−（２−フルオロオクチルオキシ）フェニ
ル］ピリミジンを製造した。

【００８６】

【外３９】

【００８７】工程１）Ｓ−ドデシルイソチオ尿素塩酸塩
の製造 チオ尿素１．５４１ｇ（２０．２ｍｍｏｌ）と臭化ドデ
シル４．９７８ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）を９５％エタノ
ール１０ｍｌ中で７時間加熱還流させた。水を加え８５
℃まで温度を上げてから、室温まで下げた後濃硫酸を加
えて、析出してくるＳ−ドデシルイソチオ尿素塩酸塩の
白色結晶５．５６７ｇ（１９．８ｍｍｏｌ）を得た。収
率９９．０％。

【００８８】工程２）過塩素酸塩の製造乾燥Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミド１０．９８ｇ（１５０．４ｍｍｏｌ
）にオキシ塩化リン１３．９７ｇ（９１．１ｍｍｏｌ）
を、氷冷下でゆっくりと加えた。さらに氷冷下でｐ−ヒ
ドロキシフェニル酢酸４．５５４ｇ（２９．９ｍｍｏｌ
）を加え、室温で３０分間、６０℃で１．５時間、８０
℃で６時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、水を発泡
が止まるまで加えた。その後、氷冷下で７０％過塩素酸
をゆっくり加え、エーテルを加えた後しばらく氷冷する
と粉末結晶が析出した。メタノールとエーテルの混合溶
媒による再結晶で精製して、過塩素酸塩の結晶８．０３
５ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）を得た。 収率８４．３％。

【００８９】工程３）２−ドデシルチオ−５−（４−ヒ
ドロキシフェニル）ピリミジンの製造 Ｓ−ドデシルイソチオ尿素塩酸塩０．５８０ｇ（２．０
７ｍｍｏｌ）と過塩素酸塩０．５４６ｇ（１．７１ｍｍ
ｏｌ）を乾燥ピリジン２ｍｌ中、８０℃で６．５時間撹
拌した。反応終了後、氷冷下で冷濃硫酸および冷水を加
え、析出した結晶をカラムクロマトグラフィー（酢酸エ
チル：ヘキサン＝１：１）およびメタノール溶媒による
再結晶で精製し、２−ドデシルチオ−５−（４−ヒドロ
キシフェニル）ピリミジン０．３７５ｇ（１．０１ｍｍ
ｏｌ）を得た。収率５９．１％。

【００９０】工程４）光学活性２−ドデシルチオ−５−
［４−（２−フルオロオクチルオキシ）フェニル］ピリ
ミジンの製造 ２−ドデシルチオ−５−（４−ヒドロキシフェニル）ピ
リミジン０．１８６ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）と乾燥Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド１ｍｌを入れ撹拌した後、６
０％水素化ナトリウム０．０３ｇを加え、さらに２−フ
ルオロオクチル−ｐ−トルエンスルホネート０．１４２
ｇ（０．４７ｍｍｏｌ）と乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルム
アミド１ｍｌを加えて、１３０℃で７．５時間反応させ
た。溶媒を減圧留去した後、水を加えてエーテル抽出し
、飽和塩化ナトリウムで洗浄し無水硫酸ナトリウムで乾
燥させた。溶媒を減圧留去した後、薄層クロマトグラフ
ィー（酢酸エチル：ヘキサン＝１：１２）で分取し、さ
らにヘキサンとエタノールの混合溶媒による再結晶で精
製して、２−ドデシルチオ−５−［４−（２−フルオロ
オクチルオキシ）フェニル］ピリミジン０．０４８ｇ（
０．１０ｍｍｏｌ）を得た。収率２１．３％。

【００９１】この化合物の相転移温度を示す。

【００９２】

【外４０】

【００９３】実施例２〜６ 実施例１と同様の方法により、例示化合物１４，１６，
１８，７，４をそれぞれ製造した。

【００９４】表１にそれら化合物の相転移温度を示す。

【００９５】

【外４１】

【００９６】

【表１】

【００９７】実施例７ 光学活性２−［４−（２−フルオロオクチルオキシ）フ
ェニル］−５−オクチルチオピリミジン（例示化合物３
７）の製造 下記工程にしたがい光学活性２−［４−（２−フルオロ
オクチルオキシ）フェニル］−５−オクチルチオピリミ
ジンを製造した。

【００９８】

【外４２】

【００９９】工程１）２−オクチルチオアセトアルデヒ
ドジエチルアセタールの製造 ６０％水素化ナトリウム０．９３ｇ（２３ｍｍｏｌ）と
乾燥トルエン４ｍｌを混合した液体に、オクタンチオー
ル３．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）の乾燥トルエン溶液（４ｍ
ｌ）をゆっくり滴下することにより加えた。１時間加熱
還流の後、反応溶液の温度を８０℃まで下げ、ブロモア
セトアルデヒドジエチルアセタール４．０ｇ（２０ｍｍ
ｏｌ）の乾燥ジメチルホルムアミド６ｍｌの溶液を滴下
して加え、さらに８５℃で２５時間反応させた。反応終
了後、ジメチルホルムアミドを減圧留去してからジエチ
ルエーテルを用いて抽出した。エーテル層を食塩水で洗
浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を留去し
、減圧蒸留を行い２−オクチルチオアセトアルデヒドジ
エチルアセタールを得た。

【０１００】ｂｐ　　１００℃／０．１ｍｍＨｇ収量　
　４．８ｇ（１８ｍｍｏｌ）　　収率　　９０％

【０１
０１】工程２）α−オクチルチオ−β−ジメチルアミノ
アクロレインの製造 １，２−ジクロロエタン６ｍｌと乾燥ジメチルホルムア
ミド６．８ｇ（９３ｍｍｏｌ）を混合し、冷却下にてト
リクロロメチルクロロホルメート３４ｍｌ（２８ｍｍｏ
ｌ）を滴下により加えた。数十分放置後、２−オクチル
チオアセトアルデヒドジエチルアセタール４．９ｇ（１
８．６ｍｍｏｌ）を加え、室温で４０分間、次に７０℃
で９０分間反応させた。

【０１０２】反応終了後、放冷して氷８ｇを加え、飽和
炭酸カリウム水溶液１４ｍｌを加えた。９０℃で１時間
加熱し、溶媒を留去後、ベンゼン：エタノール＝２：１
の混合溶媒で抽出した。得られた有機層を炭酸カリウム
で乾燥後、溶媒を留去し、減圧蒸留を行った。得られた
α−オクチルチオ−β−ジメチルアミノアクロレインは
２．７ｇ（１１ｍｍｏｌ）、収率は６０％であった（ｂ
ｐ：８０℃／０．１ｍｍＨｇ）。

【０１０３】工程３）２−（４−ヒドロキシフェニル）
−５−オクチルチオピリミジンの製造 ナトリウム０．７ｇ（２９ｍｍｏｌ）を乾燥メタノール
１０ｍｌに溶解させた溶液に、ｐ−ヒドロキシフェニル
アミジン塩酸塩２．４ｇ（１３．７ｍｍｏｌ）とα−オ
クチルチオ−β−ジメチルアミノアクロレイン２．７ｇ
（１１ｍｍｏｌ）の混合物を加え、撹拌しながら６時間
加熱還流を行った。反応終了後、酢酸で中和し、ジエチ
ルエーテルを用いて抽出した。得られたエーテル溶液を
炭酸水素ナトリウム水溶液、水で洗浄し、無水硫酸ナト
リウムで一晩乾燥した。溶媒を留去して得られた粗生成
物をカラムクロマトグラフィー（移動相：ヘキサン／酢
酸エチル＝３／２）で精製し、目的の２−（４−ヒドロ
キシフェニル）−５−オクチルチオピリミジンを２．４
ｇ（７．７ｍｍｏｌ）得た（収率：６８％）。

【０１０４】工程４）光学活性２−［４−（２−フルオ
ロオクチルオキシ）フェニル］−５−オクチルチオピリ
ミジンの製造 ２−（４−ヒドロキシフェニル）−５−オクチルチオピ
リミジン０．１６ｇ（０．５ｍｍｏｌ）を乾燥ジメチル
ホルムアミド１ｍｌに溶解させた溶液に、６０％水素化
ナトリウム３０ｍｇ（０．７５ｍｍｏｌ）を加え撹拌し
た。次に光学活性ｐ−トルエンスルホン酸２−フルオロ
オクチル０．１４ｇ（０．４６ｍｍｏｌ）を加え、１３
０℃で７時間反応させた。

【０１０５】反応終了後、ジメチルホルムアミドを留去
し、水を加え、ジエチルエーテルを用いて抽出した。得
られたエーテル溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶
媒を留去し、カラムクロマトグラフィー及び再結晶（ヘ
キサン／エタノール）で精製し（移動相：酢酸エチル／
ヘキサン＝１／１２）、目的の光学活性２−［４−（２
−フルオロオクチルオキシ）フェニル］−５−オクチル
チオピリミジンを７９ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ）得た（
収率３９％）。

【０１０６】この化合物の相転移温度を示す。

【０１０７】

【外４３】

【０１０８】実施例８〜１０ 実施例７と同様の方法により例示化合物４０，４８，５
２をそれぞれ製造した。

【０１０９】表２にそれら化合物の相転移温度を示す。

【０１１０】

【外４４】

【０１１１】

【表２】

【０１１２】実施例１１ 実施例９で製造した液晶性化合物を配合成分とする液晶
組成物Ａを調製した。また、比較例として実施例９の液
晶性化合物を含有しない液晶組成物Ｂも調製した。液晶
組成物Ａ，Ｂの相転移温度を示す。

【０１１３】＜液晶組成物Ａ＞

【０１１４】

【外４５】

【０１１５】＜液晶組成物Ｂ＞

【０１１６】

【外４６】

【０１１７】相転移温度（℃） 液晶組成物Ａ

【０１１８】

【外４７】

【０１１９】液晶組成物Ｂ

【０１２０】

【外４８】

【０１２１】実施例１２ ２枚の０．７ｍｍ厚のガラス板を用意し、それぞれのガ
ラス板上にＩＴＯ膜を形成し、電圧印加電極を作成し、
さらにこの上にＳｉＯ２を蒸着させ絶縁層とした。ガラ
ス板上にシランカップリング剤［信越化学（株）製ＫＢ
Ｍ−６０２］０．２％イソプロピルアルコール溶液を回
転数２０００ｒ．ｐ．ｍのスピードで１５秒間塗布し、
表面処理を施した。この後１２０℃にて２０分間加熱乾
燥処理を施した。

【０１２２】さらに表面処理を行なったＩＴＯ膜付きの
ガラス板上にポリイミド樹脂前駆体［東レ（株）ＳＰ−
５１０］１．５％ジメチルアセトアミド溶液を、回転数
２０００ｒ．ｐ．ｍのスピンナーで１５秒間塗布した。 成膜後、６０分間、３００℃で加熱縮合焼成処理を施し
た。この時の塗膜の膜厚は約２５０Åであった。

【０１２３】この焼成後の被膜にはアセテート植毛布に
よるラビング処理がなされ、その後、イソプロピルアル
コール液で洗浄し、平均粒径２μｍのアルミナビーズを
一方のガラス板上に散布した後、それぞれのラビング処
理軸が互いに平行となる様にし、接着シール剤［リクソ
ンボンド（チッソ（株））］を用いてガラス板をはり合
わせ、６０分間、１００℃にて加熱乾燥しセルを作成し
た。

【０１２４】このセルに実施例１１で混合した液晶組成
物Ａ，Ｂを等方性液体状態で注入し、等方相から２０℃
／ｈで２５℃まで徐冷することにより、強誘電性液晶素
子を作成した。このセルのセル厚をベレック位相板によ
って測定したところ、約２μｍであった。

【０１２５】この強誘電性液晶素子を使って、自発分極
の大きさＰｓとピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖｐｐ＝２０
Ｖの電圧印加により直交ニコル下での光学的な応答（透
過光量変化０〜９０％）を検知して応答速度（以後光学
応答速度という）を測定した。その結果を次に示す。

【０１２６】

【外４９】

【０１２７】本発明の光学活性液晶化合物を含有してい
る組成物Ａの方が含有していない組成物Ｂよりも自発分
極が大きく、また応答速度も速くなっている。以上の結
果より、明らかに本発明の光学活性液晶化合物を組合わ
せることにより応答特性が大きく改善された。

【０１２８】実施例１３ 下記化合物を下記の重量部で混合し、液晶組成物Ｃを作
成した。

【０１２９】

【外５０】

【０１３０】さらに、この液晶組成物Ｃに対して、例示
化合物４を以下に示す重量部で混合し、液晶組成物Ｄを
作成した。

【０１３１】

【外５１】

【０１３２】液晶組成物Ｄを用いた以外は全く実施例１
２と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、実施例１
２と同様の方法で自発分極の大きさＰｓと光学応答速度
を測定した。

【０１３３】結果を次に示す。

【０１３４】

【外５２】

【０１３５】実施例１４ 液晶組成物Ｃに対して、実施例８で合成した例示化合物
４０を以下に示す重量部で混合し、液晶組成物Ｅを作成
した。

【０１３６】

【外５３】

【０１３７】液晶組成物Ｅを用いた以外は全く実施例１
２と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、実施例１
２と同様の方法で自発分極の大きさＰｓと光学応答速度
を測定した。

【０１３８】結果を次に示す。

【０１３９】

【外５４】

【０１４０】

【発明の効果】本発明の光学活性な化合物は自発分極が
大きい化合物である。

【０１４１】また、本発明の化合物を有した液晶組成物
がカイラルスメクチック相を示す場合、該液晶組成物を
含有する素子は、該液晶組成物が示す強誘電性を利用し
て、動作させることができる。このようにして利用され
うる強誘電性液晶素子は、スイッチング特性が良好で、
低温作動特性の改善された応答速度の速い液晶素子とす
ることができる。

【０１４２】なお、本発明の液晶素子を表示素子として
光源、駆動回路等と組み合わせた表示装置は良好な装置
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた液
晶素子の一例の断面概略図である。

【図２】液晶のもつ強誘電性を利用した液晶素子の動作
説明のために素子セルの一例を模式的に表わす斜視図で
ある。

【図３】液晶のもつ強誘電性を利用した液晶素子の動作
説明のために素子セルの一例を模式的に表わす斜視図で
ある。

【図４】強誘電性を利用した液晶素子を有する液晶表示
装置とグラフィックスコントローラを示すブロック構成
図である。

【図５】液晶表示装置とグラフィックスコントローラと
の間の画像情報通信タイミングチャート図である。

【符号の説明】

１　　カイラルスメクチック相を有する液晶層２　　ガ
ラス基板 ３　　透明電極 ４　　絶縁性配向制御層 ５　　スぺーサー ６　　リード線 ７　　電源 ８　　偏光板 ９　　光源 Ｉｏ　　入射光 Ｉ　　透過光 ２１ａ　　基板 ２１ｂ　　基板 ２２　　カイラルスメクチック相を有する液晶層２３　
　液晶分子 ２４　　双極子モーメント（Ｐ⊥） ３１ａ　　電圧印加手段 ３１ｂ　　電圧印加手段 ３３ａ　　第１の安定状態 ３３ｂ　　第２の安定状態 ３４ａ　　上向きの双極子モーメント ３４ｂ　　下向きの双極子モーメント Ｅａ　　上向きの電界 Ｅｂ　　下向きの電界 １０１　　強誘電性液晶表示装置 １０２　　グラフィックスコントローラ１０３　　表示
パネル １０４　　走査線駆動回路 １０５　　情報線駆動回路 １０６　　デコーダ １０７　　走査信号発生回路 １０８　　シフトレジスタ １０９　　ラインメモリ １１０　　情報信号発生回路 １１１　　駆動制御回路 １１２　　ＧＣＰＵ １１３　　ホストＣＰＵ １１４　　ＶＲＡＭ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】　　下記一般式（Ｉ）で示される光学活性
   化合物。 【外１】 （Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１８の直鎖状のアルキル基
   であり、 【外２】 Ｃ＊は光学活性な不斉炭素原子を示す。）【請求項２】
   　　前記一般式（Ｉ）で示される化合物のうち、Ｒ１，
   Ｒ２が３から１２の直鎖状のアルキル基である請求項１
   記載の光学活性化合物。 【請求項３】　　請求項１記載の光学活性化合物の少な
   くとも１種を含有することを特徴とする液晶組成物。 【請求項４】　　一般式（Ｉ）で示される光学活性化合
   物を前記液晶組成物に対し、１〜８０重量％含有する請
   求項３記載の液晶組成物。 【請求項５】　　一般式（Ｉ）で示される光学活性化合
   物を前記液晶組成物に対し、１〜６０重量％含有する請
   求項３記載の液晶組成物。 【請求項６】　　一般式（Ｉ）で示される光学活性化合
   物を前記液晶組成物に対し、１〜４０重量％含有する請
   求項３記載の液晶組成物。 【請求項７】　　前記液晶組成物がカイラルスメクチッ
   ク相を有する請求項３記載の液晶組成物。 【請求項８】　　前記液晶組成物がカイラルネマチック
   相を有する請求項３記載の液晶組成物。 【請求項９】　　前記一般式（Ｉ）で示される化合物の
   うち、Ｒ１，Ｒ２が３から１２の直鎖状のアルキル基で
   ある請求項３記載の液晶組成物。 【請求項１０】　　請求項３記載の液晶組成物を１対の
   電極基板間に配置してなることを特徴とする液晶素子。 【請求項１１】　　前記一般式（Ｉ）で示される化合物
   のうち、Ｒ１，Ｒ２が３から１２の直鎖状のアルキル基
   である請求項１０記載の液晶素子。 【請求項１２】　　前記電極基板間にさらに配向制御層
   が設けられている請求項１０記載の液晶素子。 【請求項１３】　　前記配向制御層がラビング処理され
   た層である請求項１２記載の液晶素子。 【請求項１４】　　請求項１０記載の液晶素子を有する
   表示装置。 【請求項１５】　　前記一般式（Ｉ）で示される化合物
   のうち、Ｒ１，Ｒ２が３から１２の直鎖状のアルキル基
   である請求項１４記載の表示装置。 【請求項１６】　　さらに液晶素子の駆動回路を有する
   請求項１４記載の表示装置。 【請求項１７】　　さらに光源を有する請求項１４記載
   の表示装置。 【請求項１８】　　下記一般式（Ｉ）で示される化合物
   を有する液晶組成物を用いる表示方法。 【外３】 （Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１８の直鎖状のアルキル基
   であり、 【外４】 Ｃ＊は光学活性な不斉炭素原子を示す。）【請求項１９
   】　　前記一般式（Ｉ）で示される化合物のうち、Ｒ１
   ，Ｒ２が炭素原子数が３から１２の直鎖状のアルキル基
   である請求項１８記載の表示方法。 【請求項２０】　　一般式（Ｉ）で示される液晶性化合
   物を前記液晶組成物に対し、１〜８０重量％含有する請
   求項１８記載の表示方法。 【請求項２１】　　一般式（Ｉ）で示される光学活性化
   合物を前記液晶組成物に対し、１〜６０重量％含有する
   請求項１８記載の表示方法。 【請求項２２】　　一般式（Ｉ）で示される光学活性化
   合物を前記液晶組成物に対し、１〜４０重量％含有する
   請求項１８記載の表示方法。 【請求項２３】　　前記液晶組成物がカイラルスメクチ
   ック相を有する請求項１８記載の表示方法。 【請求項２４】　　前記液晶組成物がネマチック相を有
   する請求項１８記載の表示方法。 【請求項２５】　　前記一般式（Ｉ）で示される化合物
   のうち、Ｒ１，Ｒ２が３から１２の直鎖状のアルキル基
   である請求項１８記載の表示方法。 【請求項２６】　　下記一般式（Ｉ）で示される化合物
   を有する液晶組成物を１対の電極基板間に配置した液晶
   素子を用いる表示方法。 【外５】 （Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１８の直鎖状のアルキル基
   であり、 【外６】 Ｃ＊は光学活性な不斉炭素原子を示す。）【請求項２７
   】　　前記一般式（Ｉ）で示される化合物のうち、Ｒ１
   ，Ｒ２が３から１２の直鎖状のアルキル基である請求項
   ２６記載の表示方法。